In de wereld van vandaag worden printplaten gebruikt bij de vervaardiging van elektronische schakelingen. Hiertoe behoren bijvoorbeeld elektronische assemblages. Een bord met meerdere lagen van nieuwe elektronische elementen heeft de eigenschap geïntegreerd te zijn. Deze eigenschap maakt het mogelijk de omvang van elektrische circuits en rekentechnieken te verkleinen. De eerste gedrukte schakeling verscheen meer dan honderd jaar geleden.
Inhoud
- 1 Wat is de printplaat
- 2 Een elektronisch printplaatje thuis maken
- 2.1 Welk materiaal zal worden gebruikt voor de fabricage
- 2.2 Basisvereisten voor de borden
- 2.3 Noodzakelijk gereedschap en chemicaliën
- 2.4 Uitprinten van een printplaat
- 2.5 Bereiding van de oplossing voor chemische overdracht
- 2.6 Prepareer glasvezelplaat
- 2.7 Tekening vertalen
- 2.8 Ets bord
- 2.9 Gaten boren in de plaat
- 2.10 Brandplank
- 3 Recepten voor etsoplossing
Wat is een printplaat?
De gedrukte schakeling lijkt op een diëlektrische wafer. Het oppervlak van het product bevat de elektrische circuits. Een diëlektrische plaat is nodig om de elektronische componenten te verbinden. De aansluitdraden van de componenten worden gesoldeerd aan de delen van het geleidende patroon.
Het schakelschema is gemaakt van folie op een stevige isolerende ondergrond. In de printplaat worden gaten en stootkussens gemaakt voor de montage van de planaire en pincomponenten. De folie in de printplaat is in verschillende lagen gerangschikt, zodat de elektrische verbinding met de printplaat wordt verzorgd door overgangsgaten. De buitenzijde van de printplaat wordt bedekt met een beschermlaag (soldeermasker) en markeringen (extra grafische voorstellingen en tekst volgens de ontwerpdocumenten).
Indeling van gedrukte schakelingen volgens het aantal folielagen
- enkelzijdig;
- dubbelzijdig;
- meerlagig (verbinding van verschillende platen met één of twee lagen).
BELANGRIJK! Het aantal lagen wordt verhoogd naar gelang van de complexiteit van de projectinstallatie.
Een elektronische printplaat thuis maken
Welk materiaal zal worden gebruikt voor de fabricage
Diëlektrische foliesubstraten worden gebruikt voor gedrukte schakelingen. Het materiaal bestaat uit meerlaagse platen met elektrische isolatie of synthetische fluoroplastische of polyimide films. Bovenop de isolatie of folie zit een folie van koper, aluminium of nikkel.
- Aluminiumfolie soldeert niet goed.
- Nikkelfolie heeft een hogere weerstand en een lage warmteafvoer. Bovendien is het duurder om te produceren.
- Koperfolie kan heel goed gesoldeerd worden. Dikte is 18 tot 35 μm.
Er zijn veel materialen voor het maken van platen op de markt. Om zelf een plaat te maken kunt u glasvezel of gethinax gebruiken:
- Glasvezelversterkt float is een composietmateriaal op basis van glasvezels. Het composietmateriaal is geïmpregneerd met epoxyhars en bekleed met koperfolie. Glasvezel Glasvezel heeft een hoog warmtegeleidingsvermogen, is sterk en elektrisch isolerend. Het gewicht van het materiaal zal de geassembleerde eenheid niet verzwaren. Het materiaal is gemakkelijk te bewerken. De toepassingstemperatuur varieert van min 60 tot plus 125 graden Celsius. De toegestane dikte is 1,5 millimeter. In huis verdient 0,8 millimeter met een enkele laag de voorkeur.
- Gethinax is papier geïmpregneerd met bakelietvernis. Lagen van het materiaal worden verkregen nadat het papier warm is geperst. Gethinax is geïmpregneerd met epoxyhars. De toepassingstemperatuur varieert van min 65 tot plus 120 graden Celsius. De keuze van het ras Gethinax hangt af van het toekomstige gebruik.
Basisvereisten voor de gefabriceerde platen
- Rechthoekige vorm met dubbelzijdige coating.
- Dikte - niet meer dan drie millimeter (moet overeenkomen met het diëlektrische substraat).
- De contouren van de uitsparingen en gleuven bevinden zich rond de omtrek van de plaat en vallen niet samen met de rasterlijnen.
- De middelpunten van alle gaten bevinden zich op de knooppunten van het raster.
- De ruimte tussen de randen van het gat en de plaat mag niet groter zijn dan de dikte van de plaat.
- De grootte van het contactoppervlak bepaalt de diameter van het gat.
- De dikte van de sporen en de ruimte ertussen bedraagt ongeveer 0,2 millimeter.
Gereedschap en chemie nodig
- glasvezelplaat of gethinax;
- vaatwas schraper;
- afwasmiddel;
- aceton;
- aceton-vrije nagellak remover;
- industriële of medische alcohol;
- een oude tandenborstel;
- zacht tweelaags toiletpapier;
- twee koppen spuit;
- fotopapier;
- een zwart-wit laserprinter met een resolutie van meer dan 600 dpi en de bijbehorende cartridge;
- naaischaar;
- boren 0,6 millimeter, 0,8 millimeter en 1 millimeter
- marker voor het tekenen van printplaten;
- mini-boor;
- hydroperitide;
- citroenzuur;
- steenzout (niet gejodeerd);
- plastic container voor het etsen;
- plastic kaart;
- 3 kg gewicht;
- alcohol-canister flux;
- soldeerstation.
Afdrukken van de plattegrondtekening op de printer
- Voor maximale lijndikte in de tekening moet u de energiebesparende modus uitzetten in de printereigenschappen. Het kan zijn dat u een andere modus moet kiezen om een goed resultaat te krijgen. De grafische voorstelling van het bord mag niet wazig of geschuurd zijn.
- Selecteer de maximale resolutie en de zwart-wit modus in de afdrukinstellingen (in het geval van een kleurenprinter).
- De schaal moet realistisch zijn.
- Na het afdrukken mag de afbeelding met grafische elementen niet meer met de hand worden aangeraakt. Het is beter om een rand op het blad te laten alvorens de tekening uit te knippen. Een extra oppervlakte van twee centimeter is voldoende om het papier met uw vingers vast te houden zonder het diagram aan te raken.
BELANGRIJK! Laat bij het uitknippen drie millimeter van de rand vrij, zodat u de randen bij het overbrengen kunt zien.
Bereiding van de oplossing voor chemische overdracht
Om de chemische oplossing te maken, heb je nodig:
- een vloeistof zonder aceton en aceton zelf in de verhouding 2:1;
- Injectiespuit;
- Een glazen pot met een rubberen deksel.
Beide vloeistoffen worden met een injectiespuit afgemeten, gemengd en in een goed gesloten recipiënt gegoten. Bij langdurige opslag kan de aceton verdampen en de stof bederven.
Glasvezelversterkte kunststof (GRP) maken
- De glasvezelplaat heeft een breed, effen oppervlak nodig, in het midden waarvan een stuk toiletpapier wordt gelegd.
- Daarna komt de voorbereiding van het materiaal. De glasvezelplaat wordt met een metalen spons in een cirkelvormig patroon gewreven om eventuele oxidatie, krassen of vingerafdrukken te verwijderen. De plaat moet glimmen.
- Druppel wasmiddel in het midden van de plaat en laat het schuimen. Bovendien wordt een zeepoplossing op de handen aangebracht.
- De plaat wordt een paar minuten gewassen en met koud water afgespoeld. De plank moet op zijn kant worden gehouden door de randen.
- Leg het bord na het wassen op papier. Breng er een paar druppels acetonoplossing op aan en reinig het met toiletpapier tot het volledig droog is.
BELANGRIJK! Zorg ervoor dat er geen fijne pluisjes, stof of haren op het oppervlak van de plank terechtkomen. Maak het gebied schoon voor de procedure.
Overbrengen van het patroon
- Giet twee milliliter van de oplossing in een spuit.
- Het bord wordt op het papier gelegd. Er moet een oppervlak van koperfolie op worden gelegd.
- Een dunne laag vloeistof wordt op het koperoppervlak aangebracht, zonder tussenruimten.
- Een circuittekening wordt gelijkmatig op de plaat gelegd met de afdichting naar beneden. Het papier mag niet worden verplaatst.
- Gebruik een plastic kaart om het papier te deppen en de overtollige oplossing uit te knijpen.
- Na tien seconden worden er twee stukken papier op gelegd, na nog eens tien seconden wordt een gladde pers (3 kg) op de plaat geplaatst en wordt gedurende vijf seconden druk uitgeoefend.
- Na vijf minuten wordt het gewicht verwijderd. Het papier met het motief moet drogen (wit worden).
- Om het papier te verwijderen, drenkt u een tandenborstel in alcohol en maakt u het oppervlak nat. Nadat het vet is geworden, wordt het papier aan één kant teruggevouwen en wordt er met het penseel alcohol onder gegoten. Het tekenoppervlak moet volledig met de vluchtige vloeistof bedekt zijn.
- De plaat wordt gelijkmatig teruggetrokken, zodat de verf op de plaat blijft. Regelmatig bijvullen met alcohol.
BELANGRIJK! Als er kleine stukjes toner op het papier achterblijven, kunt u een marker gebruiken en de gaten aanstippen. Het is raadzaam twee lagen aan te brengen om een zwart lakeffect te krijgen. Voordat u op het bord tekent, moet u de geometrie van de tekening opmeten met een liniaal.
Etsen van de plaat
- Om de oplossing te bereiden, giet u 50 milliliter warm water in een bakje.
- Drie tabletten hydroperitide worden aan het water toegevoegd tot het oplost. Het resultaat is waterstofperoxide (3 procent).
- 15 gram citroenzuur en 5 gram zout worden aan de vloeistof toegevoegd tot ze volledig is opgelost.
- Giet de oplossing in een plastic houder en dompel de printplaat er gedurende een half uur (soms veertig minuten) in onder.
- Was het bord met warm water en veeg de toner af met aceton. De plaat is gecoat met alcohol-tocaniphon flux.
Gaten boren
Gaten worden geboord waar het spoor uitkomt. Tweede gaten worden geboord waar het spoor uitkomt. Rond de randen van de plaat zijn overgangen aangebracht voor een grotere stijfheid. Een miniboormachine is nodig omdat een kleine boordiameter wordt gebruikt.
De plaat polijsten
Het ontbramen van een printplaat beschermt de koperplating tegen corrosie. Voor het soldeerproces is een soldeerstation nodig. Het gevlochten vlechtwerk wordt aan de punt van de soldeerbout bevestigd en met een draad vertind om een goed vertind resultaat te bereiken.
De plaat en de vlecht zijn bedekt met flux. Daarna wordt tin op de plaat aangebracht. Daarbij worden de kopervlekken van de vlecht verwijderd.
Recepten voor etsoplossing
etsoplossing van waterstofperoxide en citroenzuur
Ingrediënten:
- waterstofperoxide (3 %);
- citroenzuur;
- gewoon zout;
- warm water (100 ml).
Een etsoplossing van 100 milliliter is voldoende om koperfolie (35 µm dikte) te verwijderen van een plaatoppervlak van 100 vierkante centimeter. De bereide oplossing mag niet worden bewaard. In plaats van citroenzuur kan azijnzuur worden gebruikt, maar dan moet de plank buiten worden gedroogd vanwege de onaangename geur.
Voordelen van deze oplossing zijn dat ze goedkoop is, dat de ingrediënten gemakkelijk verkrijgbaar zijn, dat ze snel en veilig is. Het etsen kan gebeuren bij kamertemperatuur.
IJzerchloride beitsoplossing
Voor ijzerchloride-oplossing is geen temperatuur nodig. De ets tijd is snel. De snelheid neemt echter af naarmate het ijzerchloride in de vloeistof wordt verbruikt.
Voor de voorbereiding heb je nodig: 200 milliliter water en 150 gram chloorijzer in poedervorm. Roer de componenten tot ze volledig zijn opgelost.
BELANGRIJK! De etsoplossing kan in een goed gesloten recipiënt worden bewaard en herhaaldelijk worden gebruikt. Voor herhaald gebruik is het "verlevendigd" met koperen nagels. Het nadeel van deze oplossing zijn de hoge kosten.
etsoplossing op basis van waterstofperoxide en zoutzuur
De etsoplossing is snel en gemakkelijk verkrijgbaar. Hydroperitol of waterstofperoxide is verkrijgbaar bij de apotheek.
Voor de bereiding ervan wordt een oplossing van waterstofperoxide (3 %) in een dunne straal al roerend in zoutzuur gegoten. Tijdens het etsproces moeten veiligheidsmaatregelen in acht worden genomen omdat zoutzuur handen aantast en andere voorwerpen bederft. Om deze reden wordt het niet aanbevolen de oplossing thuis te gebruiken.
BELANGRIJK! In plaats van zoutzuur kan batterij-elektrolyt worden gebruikt waaraan zout is toegevoegd.
Een etsoplossing op basis van kopersulfaat
Een op kopersulfaat gebaseerde beitsoplossing wordt zelden gebruikt omdat de procedure ingewikkeld is. Bovendien is kopersulfaat een bestrijdingsmiddel dat in de landbouw wordt gebruikt om ongedierte te doden. Het wordt verkocht in winkels voor hoveniers.
Bereidingswijze: kopersulfaat (⅓ deel) wordt gemengd met keukenzout (⅔ deel). Giet 1,5 kop heet water in het mengsel om het zout op te lossen.
De bewerkingstijd met kopersulfaat is ongeveer vier uur. De vereiste temperatuur ligt tussen 50 en 80 graden Celsius. De oplossing moet tijdens het etsproces voortdurend worden ververst.
De methode om thuis printplaten te maken is nuttig voor wie nieuw is in de elektronica. Het is mogelijk om thuis de nodige vaardigheden te verwerven alvorens professioneel te gaan werken. Het aantal methoden is gevarieerd, wat van invloed zal zijn op het succes van wat u hebt bedacht.
Verwante artikelen:
